Die Teilstromvergärungsanlage gehört zum Anlagenteil der biologischen Abfallaufbereitung und folgt auf die mechanische Abfallbehandlung.
Im Rotteprozess, zur Herstellung der ablagerungsfähigen Fraktion, wird mit hohem technischem Aufwand die biologische Energie "vernichtet“. Die Anlage wurde zur Nutzung der Energie und zum Erhalt der Wirtschaftlichkeit bei reduzierten Inputmengen erbaut. Zusätzlich ist der Einsatz von Erdgas zur Abluftbehandlung notwendig.
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Vergärung von organischen Abfällen
Die Vergärung ist für eine Durchsatzleistung von 36.000 Mg/a mechanisch aufbereitetem Abfall (Feinfraktion < 60mm) und 4.000 Mg/a Nassabfälle (Speisereste) dimensioniert. Der Trockensubstanzgehalt der Feinfraktion liegt zwischen 45% und 55% TS, die Speiseabfälle haben einen Feststoffgehalt zwischen 15% und 25% TS.
Die Vergärung findet in drei Kompogas-Fermentern mit je 1.200m³ Nutzvolumen statt, die als sogenanntes Dreiermodul erstellt wurden. Die thermophile Trockenvergärung erfolgt in liegenden Pfropfenstromfermentern bei einer Temperatur von ca. 55°C und einer Verweilzeit von 12 bis 16 Tagen. Die in Längsrichtung eingebauten Rührwerke bewirken eine optimale Entgasung und gleichmäßige Temperaturverteilung im Material und verhindern Sink- und Schwimmschichten. Dank des stabilen Pfropfenstroms ist der Prozess biologisch wie mechanisch einfach regelbar und äußerst betriebssicher.
Dank der "trockenen" Fahrweise (Substratfeuchte am Eintrag ca. 28 - 30%) durchläuft das Material den Fermenter als stabiler Pfropfen ohne „Kurzschlüsse“ vom Ein- zum Austrag. So wird eine definierte Verweilzeit des Materials im Fermenter erreicht. Am Austrag ist das gesamte Material anaerob abgebaut, so dass ein hoher Gasertrag erzielt wird.
Zur Animpfung des Frischmaterials wird ein Teil des Gärrestes durch eine Feststoffpumpe aus dem Fermenter abgezogen und zu dem Eintragsbereich des Fermenters zurückgeführt.
Die Temperatur in den Fermentern, die Füllstände, sowie die produzierte Gasmenge werden ständig überwacht. Die Fermenter sind mit verschiedenen Sicherheitseinrichtungen ausgestattet wie z.B. Überdrucksicherung, Überfüllsicherung und Berstscheibe.
Biogas zur Wärme- und Stromerzeugung
Das in den Fermentern gewonnene Biogas wird an die Firma HanseWerk Natur übergeben. HanseWerk Natur ist ein Energiedienstleistungsunternehmen, das aus dem Biogas Strom erzeugt und Wärme bereitstellt. Hierzu hat HanseWerk Natur auf dem Gelände der MBA ein Blockheizkraftwerk (BHKW) errichtet.
Das BHKW besteht aus zwei Gasmotoren der Firma Jenbacher mit je einer Leistung von 625 kW. Vor der Verstromung wird das Biogas in einer biologischen Entschwefelungsstufe gereinigt. Die Abwärme der Gasmotoren wird zu einem kleinen Teil für den Betrieb der thermophilen Fermenter benötigt.
Durch die konstante Beschickung aus dem Zwischenspeicher heraus, wird eine sehr gleichmäßige Gasproduktion mit gleichbleibender Gasqualität erreicht. Somit ist es möglich das Blockheizkraftwerk ohne zusätzlichen Gasspeicher zu betreiben. Die Regelung erfolgt anhand der Gasproduktion der Fermenter.
Mit einer Online-Gasanalyse wird das erzeugte Biogas überwacht. Dabei werden die Komponenten Kohlendioxid, Methan, Schwefelwasserstoff und Sauerstoff gemessen.
Im Jahr 2015 wurde in der Teilstromvergärungsanlage der MBA Rostock insgesamt 6.017.724 m³ Biorohgas produziert aus dem 3.566 MWh Strom erzeugt wurde. Weiterhin wurden 1.058 MWh Wärme erzeugt und zur Heizung der Fermenter genutzt. Durch die Stromerzeugung aus Hausmüll konnten 11 kt Kohlendioxid eingespart werden. Die Biogas-Netzeinspeisung in Erdgasqualität betrug 16.080 MWh, was circa 1,7 Mio m³ entspricht.
Biogas-Netzeinspeisung
In der Planungsphase ging die Firma Küttner/Kompogas davon aus, dass aus einer Tonne biologische Fraktion über die Vergärungsanlage 120 bis 130 m³ Biogas gewonnen wird. Tatsächlich werden aber 200 m³ Biogas erzeugt. Somit hat die Anlage im Volllastbetrieb gegenwärtig einen Biogasüberschuss. Um den Gasüberschusses zu verarbeiten, übernimmt HanseWerk Natur von Veolia das unbehandelte Roh-Biogas unter Fermenterbedingungen. Veolia steuert die Rohstoffversorgung und den biologischen Prozess so, dass eine weitgehend kontinuierliche Gasproduktion gewährleistet ist.
Als durchschnittliche Jahreswerte werden folgende Anforderungen an das Gas gestellt:
- Methangehalt > 55 %
- Schwefelwasserstoffkonzentration < 1.500 ppm
- Wassergehalt < 0,5 g/kg bei 12 °C
- Überdruck im Fermenter < 40 mbar
Die Aufbereitung des Roh-Biogases, insbesondere die Entschwefelung, Gaskühlung, Trocknung, Ammoniakabscheidung und Aktivkohlefilterung obliegen HanseWerk Natur. Ebenso ist HanseWerk Natur für die CO2 Abscheidung und Methananreicherung zu Erdgasqualität verantwortlich. Die Erdgas-Netzeinspeisung wird für eine Nennleistung von 350 m³/h im Normzustand ausgelegt. Unabhängig von der Bioerdgaseinspeisung wird durch HanseWerk Natur weiterhin ein BHKW zur Gewährleistung der erforderlichen Heizleistung für die Fermenter betrieben. Als positiver Nebeneffekt erhöht sich der Zuschuss für die Einspeisevergütung.